一种农用无人机喷施系统自动调节装置及调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种农用无人机喷施系统自动调节装置及调节方法，装置包括当前状态获取模块、状态判断模块、作业参数获取模块、处理计算单元、指令获取模块及执行控制模块；所述状态判断模块判断所述当前状态获取模块获取的当前农用无人机的作业状态为预定状态后，参数获取模块将获取的无人机飞行高度和飞行速度信息发送到所述处理计算单元，处理计算单元通过计算后将控制指令发送到执行控制模块，所述执行控制模块根据所接收到的指令对喷施组件进行调节，从而完成对喷幅大小和喷施流量的调节。本发明专利技术避免了由于喷施作业时飞行高度或不稳定而导致对农作物多喷、少喷或漏喷等情况的发生，保证了喷施作业的作业效率和防治效果，具有很大的经济前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业航空植保领域，特别涉及一种农用无人机喷施系统自动调节装置及调节方法。
技术介绍
近年来，由于农用无人机喷施具有作业成本低、突击能力强、操作安全，及不受农作物长势的限制等优点，作为农业航空的重要标志之一的航空喷施作业方式得到了迅速应用和发展。随着农用无人机喷施应用范围的逐渐扩大，农用无人机航空喷施方式的一些弊端和缺点也渐渐的暴露出来，其中，无人机喷施的雾滴沉积效果已成为制约无人机在农业领域应用和发展的瓶颈。由于农用无人机作业时飞行高度和飞行速度难以保持稳定，而喷施系统的喷幅和流量不能根据其作业参数的变化发生相应的改变，导致喷施的雾滴沉积在农作物表面很不均匀，容易造成对农作物的多喷、少喷、甚至漏喷，难以达到理想的防治效果，造成农户的经济损失。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种农用无人机喷施系统自动调节装置及调节方法，本专利技术采用了对喷幅和流量的自动调节的方法，避免了由于农用无人机进行喷施作业时作业高度的不稳定而导致喷施系统对农作物多喷、少喷或漏喷等情况的发生，保证了农用无人机喷施作业的作业效率和防治效果。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种农用无人机喷施系统自动调节装置，包括当前状态获取模块、状态判断模块、作业参数获取模块、处理计算单元、指令获取模块及执行控制模块；所述状态判断模块判断所述当前状态获取模块获取的当前农用无人机的作业状态为预定状态后，所述参数获取模块将获取的无人机飞行高度和飞行速度信息发送到所述处理计算单元，处理计算单元通过计算后将控制指令发送到执行控制模块，所述执行控制模块根据所接收到的指令对喷施组件进行调节，从而完成对喷幅大小和喷施流量的调节。作为优选的技术方案，所述当前状态获取模块，用于获取农用无人机当前所处的状态信息，当前状态信息包括待起飞状态、正起飞状态、预作业状态、正作业状态、作业完成状态及降落状态，其中，预定状态为预作业状态和正在作业状态中的任意一种。作为优选的技术方案，所述状态判断模块用于判断当前无人机的状态是否为预定状态，若当前状态为所述预定状态时，所述参数获取模块获取当前作业状态下无人机的飞行高度和飞行速度信息，并将信息发送给处理计算单元；若当前状态不是所述预定状态时，所述当前状态获取模块重新获取无人机的当前状态信息，处理计算单元不产生调控指令。作为优选的技术方案，所述处理计算单元用于获取的当前无人机的飞行高度和飞行速度信息而生成对喷施组件的调控指令，其中，调控指令主要包括对喷幅大小和喷施流量大小的调节指令。进一步的，所述调控指令的生成原理包括：D＝Q/s (1)Q＝q*t (2)s＝L*w (3)L＝v*t (4)其中，D代表雾滴在单位时间t、单位面积s内的有效沉积量，Q代表单位时间t内的雾滴喷施总量，L代表单位时间t内所前进的距离，w代表无人机喷施作业时的喷幅，将式(2)、(3)、(4)带入式(1)可得：D＝q/vw (5)且在植保无人机中，喷幅w∝h，h代表飞行高度；根据航空喷施雾滴的沉积规律设定一个标准参照值，即当无人机航空喷施作业的飞行高度为h0、飞行速度v0时，喷幅为W0、喷施流量为q0的无人机喷施雾滴能均匀的沉积在喷幅范围内；当飞行高度降低时，为避免无人机下方区域出现漏喷，应调整喷幅变小，流量也应相应的减小；当飞行高度升高时，无人机喷幅变大，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量；当飞行速度减慢时，为避免无人机下方区域出现过度喷施，应相应减小喷施系统的流量或增大喷施系统的喷幅；当飞行速度增加时，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量。作为优选的技术方案，所述指令获取单元用于获取处理计算单元所生成的调控指令，并将其调控指令发送到所述执行控制模块。作为优选的技术方案，所述执行控制模块用于根据所述指令获取模块发送的调控指令执行相应的调控动作，其中，调控动作主要包括对喷幅大小和喷施流量大小的调节动作，具体为：设定预定飞行高度h0、飞行速度v0，作业参数获取模块获取当前飞行参数所述飞行参数包括飞行高度h、飞行速度v，喷幅大小和喷施流量大小的调节过程包括：当实时飞行高度h>h0或h<h0、v>v0或v<v0时，处理计算单元产生对喷杆组件和喷洒系统的调节指令，指令获取模块获取处理计算单元产生的指令，并发送给执行控制模块，执行控制模块根据相应指令对喷杆组件和喷洒系统进行实时调节，实现喷幅和流量的增大或减小。本专利技术还提供了一种农用无人机喷施系统自动调节装置的调节方法，包括下述步骤：a.农用无人机起飞后，所述当前状态获取模块获取当前农用无人机的状态信息；b.获取状态信息后，所述状态判断模块判断当前农用无人机状态是否为预定状态，即预作业状态或正在作业状态，若当前状态不是所述预定状态时，所述当前状态获取模块重新获取无人机的当前状态信息，处理计算单元不产生调控指令；c.若当前状态为所述预定状态时，所述参数获取模块获取当前作业状态下无人机的飞行高度和飞行速度信息，并将参数信息发送给处理计算单元；d.所述处理计算单元根据无人机的作业参数信息生成相应的调控指令；e.所述指令获取单元获取处理计算单元所生成的调控指令，并将其调控指令发送到所述执行控制模块；f.所述执行控制模块根据指令获取模块发送的调控指令执行相应的调控动作，完成对喷幅大小和喷施流量大小的实时调节；g.如飞行高度和飞行速度发生变化，所述调节装置重复以上步骤进行调节。作为优选的技术方案，所述步骤b中，状态判断模块通过下述方法判断当前无人机是否为预定状态：设定待起飞状态、正起飞状态、作业完成状态及降落状态的逻辑值为0，而预定状态的逻辑值为1，所述预定状态包括预作业状态和正作业状态，状态判断变量n与状态逻辑值循环比较：当状态判断变量n≠1时，状态判断变量继续与下一阶段逻辑值相比较，直到找到状态判断变量n＝1；当状态判断变量n＝1时，即可判定当前无人机状态为预定状态。作为优选的技术方案，所述步骤d中，所述调控指令的生成原理包括：D＝Q/s (1)Q＝q*t (2)s＝L*w (3)L＝v*t (4)其中，D代表雾滴在单位时间t、单位面积s内的有效沉积量，Q代表单位时间t内的雾滴喷施总量，L代表单位时间t内所前进的距离，w代表无人机喷施作业时的喷幅，将式(2)、(3)、(4)带入式(1)可得：D＝q/vw (5)且在植保无人机中，喷幅w∝h，h代表飞行高度；根据航空喷施雾滴的沉积规律设定一个标准参照值，即当无人机航空喷施作业的飞行高度为h0、飞行速度v0时，喷幅为W0、喷施流量为q0的无人机喷施雾滴能均匀的沉积在喷幅范围内；当飞行高度降低时，为避免无人机下方区域出现漏喷，应调整喷幅变小，流量也应相应的减小；当飞行高度升高时，无人机喷幅变大，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量；当飞行速度减慢时，为避免无人机下方区域出现过度喷施，应相应减小喷施系统的流量；当飞行速度增加时，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术结构简单，集成化程度高，应用灵活，可完全自动化工作，不仅不会影响农用无人机使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，包括当前状态获取模块、状态判断模块、作业参数获取模块、处理计算单元、指令获取模块及执行控制模块；所述状态判断模块判断所述当前状态获取模块获取的当前农用无人机的作业状态为预定状态后，所述参数获取模块将获取的无人机飞行高度和飞行速度信息发送到所述处理计算单元，处理计算单元通过计算后将控制指令发送到执行控制模块，所述执行控制模块根据所接收到的指令对喷施组件进行调节，从而完成对喷幅大小和喷施流量的调节。

【技术特征摘要】
1.一种农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，包括当前状态获取模块、状态判断模块、作业参数获取模块、处理计算单元、指令获取模块及执行控制模块；所述状态判断模块判断所述当前状态获取模块获取的当前农用无人机的作业状态为预定状态后，所述参数获取模块将获取的无人机飞行高度和飞行速度信息发送到所述处理计算单元，处理计算单元通过计算后将控制指令发送到执行控制模块，所述执行控制模块根据所接收到的指令对喷施组件进行调节，从而完成对喷幅大小和喷施流量的调节。2.根据权利要求1所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述当前状态获取模块，用于获取农用无人机当前所处的状态信息，当前状态信息包括待起飞状态、正起飞状态、预作业状态、正作业状态、作业完成状态及降落状态，其中，预定状态为预作业状态和正在作业状态中的任意一种。3.根据权利要求1所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述状态判断模块用于判断当前无人机的状态是否为预定状态，若当前状态为所述预定状态时，所述参数获取模块获取当前作业状态下无人机的飞行高度和飞行速度信息，并将信息发送给处理计算单元；若当前状态不是所述预定状态时，所述当前状态获取模块重新获取无人机的当前状态信息，处理计算单元不产生调控指令。4.根据权利要求1所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述处理计算单元用于获取的当前无人机的飞行高度和飞行速度信息而生成对喷施组件的调控指令，其中，调控指令主要包括对喷幅大小和喷施流量大小的调节指令。5.根据权利要求4所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述调控指令的生成原理包括：D＝Q/s (1)Q＝q*t (2)s＝L*w (3)L＝v*t (4)其中，D代表雾滴在单位时间t、单位面积s内的有效沉积量，Q代表单位时间t内的雾滴喷施总量，L代表单位时间t内所前进的距离，w代表无人机喷施作业时的喷幅，将式(2)、(3)、(4)带入式(1)可得：D＝q/vw (5)且在植保无人机中，喷幅w∝h，h代表飞行高度；根据航空喷施雾滴的沉积规律设定一个标准参照值，即当无人机航空喷施作业的飞行高度为h0、飞行速度v0时，喷幅为W0、喷施流量为q0的无人机喷施雾滴能均匀的沉积在喷幅范围内；当飞行高度降低时，为避免无人机下方区域出现漏喷，应调整喷幅变小，流量也应相应的减小；当飞行高度升高时，无人机喷幅变大，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量；当飞行速度减慢时，为避免无人机下方区域出现过度喷施，应相应减小喷施系统的流量或增大喷施系统的喷幅；当飞行速度增加时，为避免无人机下方区域出现少喷，应相应增大喷施系统的流量。6.根据权利要求1所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述指令获取单元用于获取处理计算单元所生成的调控指令，并将其调控指令发送到所述执行控制模块。7.根据权利要求1所述的农用无人机喷施系统自动调节装置，其特征在于，所述执行控制模块用于根据所述指令获取模块发送的调控指令执行相应的调控动作，其中，调控动作主要包括对喷幅大小和喷施流量大小的调节动作，具体为：设定预定飞行高度h0、飞行速度v0，作业参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰玉彬，陈盛德，刘琪，李继宇，张亚莉，彭瑾，张海艳，姚伟祥，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44